一口气上市三款电动车，丰田动力电池热管理系统有何自信？

经过上海车展漫长的等待之后，丰田国内首款纯电动车CH-R（奕泽）终于上市了，很多人看到价格后就呵呵了……这是因为54.3kWh的电池容量，13.1kWh/100km的电耗，400公里续航在当下的这个时代并没有什么优势，而补贴后的价格更是22.58万起，到底有多少人会为此买单？虽然丰田一直以来在电动车领域默默无闻，不过这次居然一口气发布了包括雷克萨斯UX300e在内的三款纯电动车。不过，这三款车在电池容量、电池形状以及电池热管理技术方面完全一样。

 

话归正题，抛开一切市场因素不谈，主要看看丰田在纯电动车的电池热管理方面是怎样做的。当下动力电池普遍采用的锂离子电池，由于锂离子的运动受温度的影响非常大，特别是低温条件下锂离子活性不足，运动受限，导致电动车冬季续航里程大幅度降低。而由于电池在充放电过程中会导致快速升温，所以需要对电池进行降温。下面就对CH-R EV动力电池的升温和降温系统原理进行介绍。

 

先说一下丰田电池模块的构成：作为电池本体来说，主要由冷却系统、加热系统、密封系统、电芯等部分组成。在电池模块的前端主要是电线接口，在电池的后端主要是电池管理系统。

 

升温系统：

丰田的电池加热采用的电加热的方式，通过电阻丝发热对电池模组进行升温。这套加热系统采用的是12V蓄电瓶供电。在电池充电开始前如果电池温度过低导致充电效率低下时，加热系统启动为电池升温。充电结束后，如果通过自主设定了车辆使用时间，在车辆启动前加热系统也会自动启动为电池加热升温，确保车辆使用前电池温度达到最理想的状态。

为了防止发生安全隐患和保证加温的均一性，丰田的电热丝被聚氨酯材料的海绵体进行包裹。丰田的电池加热系统比较简单，相比混合动力车型，由于缺少了发动机，所以无法通过发动机发电实现电池的加热，而采用电加热的方式必然会对电池的冬季续航能力产生一定的影响。

 

降温系统：

丰田的电池降温采用的是与汽车空调系统联动的冷媒风冷系统。从下图可以看到，在电池前端电线接口区域有两台鼓风机，鼓风机将冷却空气通过通风管输送到电池内部的每一款模组之间进行电池降温，经过升温后的空气再次进行冷却后往返循环。

 

对于汽车空调制冷系统来说，主要由压缩机、冷凝器、储液罐、蒸发箱以及相关的管路、附件等构成。空调制冷的时候，低温低压的气体冷媒在压缩机作用下压缩成高温高压的液体；经过冷凝器散热后变成低温高压的液体；通过膨胀阀进入蒸发箱后体积膨胀，在变成低温低压的气体过程中吸收热量，而此时通过蒸发箱的空气就会被冷却形成凉风。

 

这里需要说明的是，丰田的电池风冷系统是如何与汽车空调制冷系统进行联动的呢？

丰田的电池风冷系统也是这个原理，但是与空调制冷系统联动的方式就是在电池鼓风机前部安装一个单独用于电池冷却系统的蒸发箱。当空调制冷系统单独用于电池冷却时，冷媒通往空调系统的电磁阀关闭；当空调制冷系统单独用于车内降温时，通往电池冷却系统的电磁阀关闭；当两者都需要冷却时，冷媒通往汽车空调制冷系统和电池冷却系统的电磁阀全部打开。根据电池温度传感器传递给电池ECU的信号，可以调整鼓风机的转速调节冷却空气量。

 

总结

丰田在混合动力汽车领域积累的经验有目共睹，从最初的镍氢电池组到锂离子电池组，丰田长期采用的电池热管理系统都是风冷和电加热原理，也许是实践经验证明丰田在热管理方面是成功的，所以，丰田把混合动力电池的热管理技术应用于纯电动车电池的热管理上，但是相比混合动力电池，纯电动车电池容量更大，热管理相对来说更复杂。而丰田此次在电池冷却方面并没有采用传统的自然风冷原理，而是在此基础上增加了空调系统联动风冷系统，并没有采用当下普遍采用的液冷方式，至于说丰田的电池热管理技术是否先进，能否打破低温电池续航里程大幅度衰减的魔咒，需要等待时间的考验。